Gdański Uniwersytet Medyczny. Agnieszka Marciniak

Transkrypt

1 Gdański Uniwersytet Medyczny Agnieszka Marciniak Zastosowanie spektroskopii EPR w retrospektywnej dozymetrii promieniowania jonizującego w paznokciach Rozprawa doktorska Praca została wykonana w Katedrze i Zakładzie Fizyki i Biofizyki Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego Promotor: dr hab. Bartłomiej Ciesielski, prof. nadzw. Gdańsk 2019

2 PODZIĘKOWANIA Na powstanie i ostateczny kształt mojej pracy doktorskiej miało wpływ wiele osób, którym chciałabym w tym miejscu podziękować. Pragnę serdecznie podziękować mojemu Promotorowi Panu prof. GUM dr hab. Bartłomiejowi Ciesielskiemu za życzliwość, zaangażowanie, przekazaną mi przez lata wiedzę oraz nieocenioną pomoc przy realizacji niniejszej pracy niezliczone godziny konsultacji, otwartą dyskusję oraz swobodę i zaufanie w realizacji zadań badawczych. Chciałabym również podziękować fizykom z Katedry i Kliniki Onkologii i Radioterapii GUM, w szczególności mgr Anicie Prawdzik-Dampc za owocną wieloletnią współpracę, cenną pomoc merytoryczną oraz wielkie serce. Dziękuję także mgr Pawłowi Czajkowskiemu z Wojewódzkiego Centrum Onkologii Szpitala Morskiego w Gdyni za wieloletnią współpracę, dzielenie się swoim doświadczeniem klinicznym oraz zainteresowanie się problematyką mojej pracy doktorskiej. Osobne podziękowania składam dr n. med. Agnieszce Piekarskiej za współpracę i kontakt z pacjentami, bez których nie byłaby możliwa realizacja tej pracy. Niniejszą pracę dedykuję mojej mamie, bez której nie wydarzyłoby się nic

3 SPIS TREŚCI WYKAZ ARTYKUŁÓW WCHODZĄCYCH W SKŁAD ROZPRAWY DOKTORSKIEJ... 4 STRESZCZENIE W JĘZYKU POLSKIM... 5 WPROWADZENIE... 5 CELE PRACY... 9 MATERIAŁY I METODY OMÓWIENIE PUBLIKACJI WCHODZĄCYCH W SKŁAD ROZPRAWY PODSUMOWANIE I WNIOSKI SUMMARY IN ENGLISH... Błąd! Nie zdefiniowano zakładki. INTRODUCTION... Błąd! Nie zdefiniowano zakładki. THE AIMS OF THE DISSERTATION... Błąd! Nie zdefiniowano zakładki. MATERIALS AND METHODS... Błąd! Nie zdefiniowano zakładki. OVERVIEW OF ARTICLES INCLUDED IN THE DISSERTATION... Błąd! Nie zdefiniowano zakładki. SUMMARY AND CONCLUSIONS... Błąd! Nie zdefiniowano zakładki. WYKAZ CYTOWANEGO PIŚMIENNICTWA PUBLIKACJE WCHODZĄCE W SKŁAD ROZPRAWY DOKTORSKIEJ... Błąd! Nie zdefiniowano zakładki.

4 WYKAZ ARTYKUŁÓW WCHODZĄCYCH W SKŁAD ROZPRAWY DOKTORSKIEJ 1. Marciniak A, Ciesielski B, Prawdzik Dampc A. The effects of dose and water treatment on EPR signals in irradiated fingernails. Radiation Protection Dosimetry. 2014; 162(1-2): 6-9. IF: 0.913, MNiSW: Marciniak A, Ciesielski B. EPR dosimetry in nails A review. Applied Spectroscopy Reviews. 2016; 51:1, IF: 4.254, MNiSW: Marciniak A, Ciesielski B, Czajkowski P, Krefft K, Boguś P, Prawdzik Dampc A, Lipniewicz J. EPR dosimetry in nail samples irradiated in vivo during total body irradiation procedures. Radiation Measurements. 2018; 116: IF: 1.369, MNiSW: Marciniak A, Ciesielski B, Juniewicz M, Prawdzik Dampc A, Sawczak M. The effect of sunlight and UV lamps on EPR signal in nails. Radiation and Environmental Biophysics. 2019; IF: 1.527, MNiSW: Sumaryczny wskaźnik Impact Factor: Sumaryczna punktacja ministerstwa:

5 STRESZCZENIE W JĘZYKU POLSKIM WPROWADZENIE W Raporcie Bezpieczeństwa nr 4 opublikowanym w Wiedniu w 1998 roku przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (ang. International Atomic Energy Agency, IAEA) [1] wypadek radiacyjny zdefiniowano jako niezamierzone lub nieoczekiwane zdarzenie występujące ze źródłem promieniowania lub podczas działań z wykorzystaniem promieniowania jonizującego, które może powodować znaczne narażenie ludzi i/lub straty materialne. Definicja ta obejmuje wypadki z reaktorów, źródeł przemysłowych i placówek medycznych. Chociaż wypadki radiologiczne w przemyśle, medycynie, badaniach naukowych mają bardziej ograniczony wpływ na środowisko, zdarzają się jednak znacznie częściej niż wypadki będące skutkiem awarii reaktora i częściej mogą mieć poważne konsekwencje zdrowotne dla ludzi. Wpływ wypadków jądrowych był przedmiotem społecznej debaty od czasu skonstruowania pierwszych reaktorów jądrowych i stanowił kluczowy czynnik szerokiego społecznego zainteresowania obiektami jądrowymi i ich bezpieczeństwem. Wyrazem tego było ustanowienie w 1955 roku Komitetu Naukowego ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego (ang. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR). Obecnie głównym, najpowszechniejszym źródłem narażenia ludzi na dawki promieniowania jonizującego mogące mieć wpływ na ich zdrowie jest jego zastosowanie w medycynie [2, 3]. W latach roczna liczba diagnostycznych badań medycznych na całym świecie wynosiła około 2,4 miliarda i wzrosła do ponad 3,6 miliarda w okresie [4]. Niestety, mimo podjętych środków mających na celu zmniejszenie ryzyka wystąpienia wypadków radiacyjnych lub ograniczenie do minimum ilości odpadów radioaktywnych uwalnianych do środowiska, tak powszechne stosowanie promieniowania niesie za sobą ryzyko wystąpienia błędu ludzkiego lub awarii sprzętu i, w konsekwencji, niekontrolowanego narażenia pacjentów i ludności cywilnej na wysokie dawki promieniowania [2, 5]. W latach na całym świecie odnotowano 426 poważnych wypadków radiacyjnych, w których uczestniczyło ponad osób. Prawie 90% ekspozycji wynikało z awarii w Czarnobylu w 1986 roku [6]. Obserwowany w ostatnich dziesięcioleciach wzrost liczby osób narażonych na promieniowanie jonizujące w wyniku wypadków radiacyjnych, wraz z rosnącym niepokojem o utratę kontroli nad materiałami radioaktywnymi i ich wykorzystanie do ataków terrorystycznych, zwiększył potrzebę opracowania skutecznych narzędzi do retrospektywnej dozymetrii, która może zapewnić szybką i dokładną ocenę zaabsorbowanych dawek. Jest to szczególnie ważne w przypadku dozymetrii powypadkowej przypadkowych ofiar cywilnych, które zazwyczaj nie są wyposażone w osobiste dozymetry lub w sytuacji, gdy odczyty z osobistych dozymetrów są niewiarygodne z powodu uszkodzeń mechanicznych lub przedawkowania, np. jak w przypadku osobistych dozymetrów personelu elektrowni jądrowej w Czarnobylu podczas katastrofy w kwietniu 1986 roku. W takich sytuacjach retrospektywna 5

6 dozymetria u ludzi może być oparta wyłącznie na analizie fizycznych, chemicznych lub biologicznych skutków wywołanych u napromieniowanych osób. Dawka na całe ciało powyżej 2 Gy może powodować klinicznie istotny ostry zespół popromienny (ang. Acute Radiation Syndrome, ARS) [6, 7]. Dlatego szybka i precyzyjna dozymetria retrospektywna jest kluczowa przy klasyfikacji i selekcji ofiar oraz przy podejmowaniu decyzji o procedurach medycznych i środkach bezpieczeństwa w wypadkach radiacyjnych zwiększając szansę na skuteczną pomoc ofiarom takich wypadków [6, 7, 8]. W 2005 r. podczas European Society for Blood and Marrow Transplantation określono jednolitą podstawę medycznego postępowania z ofiarami wypadków radiacyjnych. Podstawą tego konsensusu była analiza kliniczna napromieniowanych ofiar z 2001 r. "METREPOL" (ang. Medical Treatment Protocols for Radiation Accident) na podstawie danych od 800 ofiar z 70 wcześniejszych wypadków. Europejski protokół leczenia radiacyjnego w zakresie wypadków radiacyjnych (METREPOL) stosuje ocenę uszkodzeń hematologicznych (H), neurowaskularnych (N), skórnych (C) i przewodu pokarmowego (G) we wczesnym etapie po ekspozycji na promieniowanie [7, 9]. Spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego (ang. Electron Paramagnetic Resonance, EPR) ma duży potencjał jako jedna z dostępnych metod biodozymetrycznych do stosowania u ofiar takich incydentów [10-19]. Metoda EPR jest techniką komplementarną do metod dozymetrii biologicznej (cytogenetycznej lub opartej na objawach klinicznych). Oparta jest ona na pomiarze sygnałów EPR pochodzących od centrów paramagnetycznych (np. wolnych rodników) wygenerowanych w tkankach przez promieniowanie jonizujące dotąd sygnały takie zaobserwowano w zębach (szkliwo, zębina), kościach, paznokciach i we włosach. Optymalizacja czułości i dokładności tej metody ma zasadnicze znaczenie dla jej praktycznych zastosowań w dozymetrii po wypadkach radiacyjnych, a także może być użyteczna do weryfikacji rzeczywistej dawki dostarczonej podczas procedur radioterapii. Badania przeprowadzone kilka dekad temu [17, 20] wykazały, że ekspozycja paznokci rąk i stóp oraz innych materiałów bogatych w keratynę (włosy, rogi, kopyta itp.) na promieniowanie jonizujące powoduje powstawanie wolnych rodników w tych materiałach, które były stabilne w ciągu stosunkowo długiego okresu (od kilku dni do wielu tygodni) i były źródłami sygnałów EPR. W porównaniu do kości i szkliwa zębów, których przydatność w dozymetrii EPR już wykazano w licznych publikacjach naukowych [12, 16, 21-24], sygnały EPR wywołane promieniowaniem w paznokciach są znacznie trudniejsze do zidentyfikowania, ze względu na spektralne podobieństwo do sygnałów EPR tła natywnego, mniejszą stabilność generowanych radiacyjnie rodników i ich podatność na wodę. Sygnały generowane we włosach, ze względu na ich niską wydajność radiacyjną, w zakresie dawek istotnych dla praktycznych zastosowań dozymetrycznych nie mogą być wykorzystane. Widmo EPR nienapromieniowanych ścinków paznokci zawiera pięć składowych, które można przypisać do natywnych rodników w tkance paznokciowej oraz do centrów paramagnetycznych indukowanych przez naprężenia mechaniczne w matrycy paznokcia (wzdłuż krawędzi cięcia ścinków) poprzez rozerwanie wiązań disiarczkowych (S-S) w strukturze alfa keratyny. W skład sygnału EPR nienapromieniowanych próbek wchodzą: 6

7 1. MIS1 (ang. Mechanically Induced Signal) anizotropowy szeroki dublet, najbardziej wyraźny w niskiej temperaturze (77 K). Jest bardzo intensywny natychmiast po obcięciu paznokci; zanika po około godzinach w temperaturze pokojowej [25] i jest eliminowany przez działanie wody [18, 26]. 2. MIS2 singlet spektralnie podobny do sygnału tła (ang. Background Signal, BKG) i składników sygnału generowanego radiacyjnie (ang. Radiation Induced Signal, RIS), jest eliminowany przez wodę. Natężenie MIS2 jest minimalne bezpośrednio po zwilżeniu próbki paznokcia, a następnie wzrasta około dwukrotnie w czasie od tygodnia do kilku miesięcy po zwilżeniu [27]. 3. MIS3 niestabilny dublet; w powietrzu o temperaturze pokojowej można go zaobserwować tylko w czasie około 1-2 godzin po obcięciu i jest również eliminowany przez wodę [18]. 4. MIS4 obserwowany w paśmie Q; zidentyfikowany jako rodnik sulfinylowy (RSO ) [18]. 5. BKG natywny sygnał tła; singlet, bardzo podobny do składnika MIS2 oraz indukowanych promieniowaniem sygnałów RIS2 i RIS5. Jest określany jako pozostałość po całkowitym zaniku sygnału indukowanego mechanicznie (MIS) po traktowaniu ścinków paznokci wodą [27] i może być przypisany do stabilnych wolnych rodników występujących naturalnie w paznokciach. Charakteryzuje się stosunkowo wysoką stabilnością termiczną nie zanotowano spadku jego intensywności w próbkach wygrzewanych przez 20 minut w 120 C [18]. Ilościowe określenie intensywności sygnału indukowanego promieniowaniem (RIS) jest podstawą do retrospektywnej dozymetrii EPR w paznokciach [27-30]. W zależności od dostarczonej dawki, stopnia uwodnienia paznokci lub ekspozycji próbek paznokci na wodę, sygnał RIS może być złożony z kilku komponentów. W zakresach dawek istotnych dla praktycznego zastosowania dozymetrii u ludzi (tj. do kilkudziesięciu grejów), dominującym składnikiem widmowym jest singlet, którego intensywność może być wykorzystywana do określenia pochłoniętej dawki. Ostatnio opublikowane prace [18] wykazały obecność dwóch rodników o różnej wrażliwości na wodę RIS2 i RIS5 odpowiedzialnych za sygnał EPR indukowany promieniowaniem o niskich dawkach: 1. RIS2 szybko zanikający w paznokciach pod wpływem wody. Amplituda tego sygnału mierzonego w paznokciach nie poddawanych działaniu wody wykazuje liniową zależność od dawki do co najmniej 125 Gy [31]. 2. RIS5 jest odporny na wodę, a zależność amplitudy jego sygnału EPR od dawki charakteryzuje się maksimum, które występuje w szerokim zakresie dawek od około 30 Gy [14, 18] do około 60 Gy [19, 32]. Charakterystyka spektralna sygnału RIS (kształt i szerokość linii, współczynnik g, dynamika nasycenia mikrofalami) jest podobna do charakterystyki natywnego sygnału tła paznokci. Jest to główną przeszkodą w ilościowej analizie sygnału RIS dla dawek w zakresie do kilkunastu grejów istotnego w dozymetrii powypadkowej [25, 26, 28, 31], ponieważ dawki promieniowania w tym zakresie powodują poważne biologiczne deterministyczne 7

8 skutki w organizmie człowieka, których nasilenie można zredukować poprzez odpowiednią opiekę medyczną. Jednak łatwy i nieinwazyjny charakter pobierania próbek, w przeciwieństwie do dozymetrii w szkliwie lub kościach, jest dużą zaletą, która uzasadnia podjęcie wyzwania opracowania metody dozymetrii opartej na pomiarach EPR w paznokciach. Zweryfikowanie stosowalności takiej metody i ocena jej dokładności były głównymi celami przedstawionej pracy doktorskiej. Niektóre dotychczasowe prace innych autorów [18, 30, 31] sugerowały, że ten cel jest realistyczny, a wiele ośrodków badawczych na świecie podjęło badania nad dozymetrią EPR w paznokciach. Jak dotąd opublikowano wyniki dozymetrii EPR w paznokciach w przypadku ofiar kilku wypadków radiacyjnych. Pomiary Trompiera i in. [19] pozwoliły na przybliżone oszacowanie dawek pochłoniętych przez ofiary za pomocą dwóch metod. Jedna z tych metod opierała się na obserwacji, że jeden z rodników wytworzonych przez napromieniowanie (odporny na wodę rodnik RIS5) charakteryzuje się stosunkowo małą dawką nasycenia sygnału EPR powyżej tej dawki krzywa zależności amplitudy sygnału od dawki stromo maleje. Drugą metodą pomiaru, zastosowaną przez Romanyukha i in. [14], jest bezpośredni odczyt dawki z uniwersalnej krzywej kalibracji amplitudy sygnału RIS względem dawki. Dotychczas opublikowane wyniki badań na próbkach napromieniowanych in vitro [18] sugerowały duże dozymetryczne znaczenie metody opartej na RIS5, jednak ostateczne potwierdzenie jej wiarygodności wymagało badań z większą liczbą próbek od różnych dawców i weryfikacji uzyskanych wyników w różnych warunkach napromieniania (np. zależności wyników od wielkości dawki frakcyjnej i jej rozkładu w czasie) oraz dla różnych czasów ekspozycji próbek na wodę, co jest niezbędne do wyodrębnienia sygnału RIS5. Natomiast ocena wiarygodności i dokładności metody opartej na kalibracji sygnału RIS wymagała oceny wielkości międzypróbkowego rozrzutu czułości radiacyjnej, która podlega indywidualnym zmianom nie tylko w paznokciach pobranych od różnych dawców, ale także między paznokciami pochodzącymi z rąk i stóp od tego samego pacjenta. W dotychczas opublikowanych pracach dotyczących dozymetrii EPR w paznokciach ogólnie przyjęto, że wrażliwość na promieniowanie (tj. efektywność generowania wolnych rodników przez promieniowanie) jest taka sama dla paznokci napromienionych w warunkach in vivo, jak dla próbek paznokci napromieniowanych in vitro. Zakładano również, że w warunkach, gdy okres między napromieniowaniem próbek a ich pomiarem EPR jest krótki, symulacja warunków in vivo może być, w pierwszym przybliżeniu, wykonana przez napromieniowanie próbek wcześniej zanurzonych w środowisku wodnym. Ponadto, jak dotąd nie zostały opublikowane żadne wyniki badań dozymetrii EPR w paznokciach napromieniowanych in vivo w warunkach kontrolowanej ekspozycji na promieniowanie. Takie badania są konieczne dla ostatecznej weryfikacji stosowalności metody dozymetrycznej w wypadkach radiacyjnych, w których to napromieniowanie materiału dozymetrycznego zachodzi w warunkach in vivo. 8

9 CELE PRACY Cel główny: Głównym celem pracy było zweryfikowanie hipotezy o możliwości wiarygodnej dozymetrii promieniowania jonizującego u ofiar wypadków radiacyjnych za pomocą pomiarów EPR próbek paznokci napromieniowanych in vivo i określenie jej dokładności. Cele szczegółowe: 1. Określenie warunków pomiaru dla dozymetrii metodą nasyceniową. Hipotezą roboczą było założenie, że poprzez pomiar dawki odpowiadającej maksimum krzywej przedstawiającej zależność amplitudy EPR sygnału RIS5 od dawki można określić pochłoniętą dawkę, zgodnie z metodyką opisaną w literaturze [14, 18, 19]. Celem badań była weryfikacja tej hipotezy oraz sformułowanie optymalnej pod względem dokładności procedury pomiarowej, co wymagało wykorzystania próbek od różnych dawców oraz zbadania wpływu: (I) warunków napromieniowania (tj. wielkości dawek frakcyjnych i ich rozłożenia w czasie) oraz (II) ekspozycji próbek na wodę na uzyskiwane wyniki. 2. Weryfikacja stosowalności metody bezpośredniej kalibracji sygnału radiacyjnego RIS. 2a. Opracowanie metody analitycznej pozwalającej na zredukowanie niedokładności określania amplitud sygnałów RIS, wynikającej ze zróżnicowania długości krawędzi cięcia paznokci w stosunku do całkowitej masy próbki paznokci. Różnice te powodują w konsekwencji zróżnicowanie wielkości rejestrowanego sygnału MIS, będącego istotnym składnikiem nieradiacyjnego tła w widmach EPR napromieniowanych próbek. 2b. Ocena dokładności i wiarygodności metody określania dawki pochłoniętej na podstawie bezpośredniego jej odczytu z krzywej kalibracji sygnału RIS-dawka oraz zbadanie międzypróbkowego rozrzutu czułości radiacyjnej. 3. Weryfikacja zgodności wyników dozymetrii EPR w warunkach napromieniowania in vivo z dawkami wyznaczonymi przez komputerowy system planowania radioterapii. Ocena zgodności dawek zmierzonych w paznokciach uzyskanych od pacjentów poddanych procedurze napromieniowania całego ciała (ang. Total Body Irradiation, TBI), napromieniowanych in vivo w warunkach kontrolowanej ekspozycji na promieniowanie, z dawkami z komputerowego systemu planowania radioterapii. Określenie stopnia takiej zgodności jest niezbędne do weryfikacji stosowalności dozymetrii EPR w rzeczywistych wypadkach radiacyjnych, kiedy napromieniowanie zachodzi w warunkach in vivo. Dodatkowym celem badań było również określenie istotnych czynników wpływających na rozbieżności uzyskanych wyników. 4. Określenie wpływu światła na sygnał EPR paznokci. Ocena wpływu światła słonecznego i sztucznego (ultrafioletu oraz widzialnego z żarówek fluorescencyjnych) na sygnały EPR. Czynnik ten może mieć potencjalnie duży wpływ na dokładność dozymetrii EPR, ze względu na nieuniknioną ekspozycję paznokci na światło. 9

10 MATERIAŁY I METODY Materiał badawczy Badania wykonano przy użyciu próbek paznokci stanowiących ścinki uzyskane od 13 zdrowych wolontariuszy oraz od 7 pacjentów poddawanych procedurze napromieniowania całego ciała (TBI) przed przeszczepem szpiku kostnego. Próbki pozyskano zgodnie z procedurą zaakceptowaną przez komisję bioetyczną GUM (NKBBN/431-3/2016 oraz NKBBK/ /2017). Pomiary EPR Metoda pomiarowa opierała się na rejestracji sygnału (widm EPR) przy użyciu spektrometru Bruker EMX 6/1 (Bruker BioSpin), w paśmie X (9,85 GHz) w temperaturze pokojowej. Pomiar sygnału EPR odbywał się ex post, w ścinkach uzyskanych po obcięciu nienapromieniowanych i napromieniowanych uprzednio paznokci. Napromieniowanie ex vivo W celu badania zależności sygnałów EPR w próbkach paznokci i detektorach alaninowych od dawki, napromieniowano je promieniami X generowanymi przy napięciu 6 MVp (Clinac 2300CD, Varian) w Katedrze i Klinice Onkologii i Radioterapii Uniwersytetu Medycznego w Gdańsku. Próbki napromieniowywano w warunkach równowagi elektronowej, dawki określano korzystając z danych dozymetrycznych przyspieszacza uzyskanych od fizyków medycznych na podstawie rutynowych pomiarów kontrolnych komorą jonizacyjną w fantomie wodnym. Napromieniowanie in vivo Paznokcie pacjentów zostały napromieniowane in vivo w warunkach kontrolowanej ekspozycji na dawkę w ramach procedur TBI. Napromieniowanie pacjentów zostało przeprowadzone w Zakładzie Fizyki Medycznej Wojewódzkiego Centrum Onkologii w Gdyni w czasie trzech dni w sześciu frakcjach (dwie frakcje dziennie) do całkowitej dawki ok. 16 Gy (6 pacjentów) i ok. 11 Gy (1 pacjent, cztery frakcje). Wpływ światła Badano wpływ ekspozycji ścinków paznokci na: (I) bezpośrednie światło słoneczne, (II) lampy UV układ dwóch równoległych lamp CLEO Advantage 80W-R (Philips) o mocy 80 W każda, (III) lampę UV typ wykorzystywany w salonach kosmetycznych do utwardzania lakierów hybrydowych, Ultraviolet Radiant Lamp AP-111 (Alle Paznokcie) z 4 żarówkami o mocy 9 W każda oraz (IV) 6 żarówek fluorescencyjnych Duluxstar (OSRAM) o mocy 24 W każda emitujących światło widzialne bez składowej UV. Analiza statystyczna Numeryczna analiza widm EPR (uśrednianie skanów, filtrowanie, dopasowanie względem pola magnetycznego) i obliczenia dozymetryczne były przeprowadzone przy wykorzystaniu oprogramowania producenta spektrometru (Bruker) oraz programu Excel z pakietu Microsoft Office. Uzyskane wyniki zostały poddane analizie statystycznej (regresja liniowa, analiza korelacji, analiza dokładności wyników) z wykorzystaniem programu Matlab. 10

11 OMÓWIENIE PUBLIKACJI WCHODZĄCYCH W SKŁAD ROZPRAWY 1. Wpływ dawki i działania wody na sygnały EPR w napromieniowanych paznokciach. Marciniak A, Ciesielski B, Prawdzik-Dampc A. The effects of dose and water treatment on EPR signals in irradiated fingernails. Radiation Protection Dosimetry. 2014; 162(1-2): 6-9. Badania wpływu wody oraz promieniowania jonizującego na sygnały EPR w paznokciach zostały przeprowadzone na próbkach pobranych za pomocą nożyczek lub obcinacza od jednego ochotnika (kobieta w wieku 24 lat) bezpośrednio przed rozpoczęciem eksperymentów. W okresach między obcięciem paznokci i wszystkimi późniejszymi procedurami (pomiary EPR, napromieniowanie, ekspozycja na wodę) próbki przechowywano w szczelnie zamkniętych woreczkach polietylenowych w temperaturze pokojowej w ciemności. Próbki napromieniowano w warunkach równowagi elektronowej promieniowaniem X o napięciu 6 MVp (Clinac 2300CD, Varian) w Katedrze Onkologii i Radioterapii Uniwersytetu Medycznego w Gdańsku. Uzyskane wyniki wykazały znaczną zmianę w kształcie linii spektralnej i prawie sześciokrotny spadek intensywności widma EPR po traktowaniu wodą nienapromieniowanych świeżo obciętych ścinków paznokci (Rys. 1, 2). Zaobserwowano również zmianę kształtu i zmniejszanie się intensywności sygnału EPR w czasie pierwszej godziny po obcięciu paznokci. Pocięcie ich ścinków na mniejsze kawałki spowodowało wzrost amplitudy sygnału EPR, a następnie spadek wraz z upływem czasu (Rys. 2). Ten spadek sygnału można przypisać zanikowi składowej widmowej MIS3. Tym samym potwierdzono doniesienia literaturowe, że ekspozycja próbek na wodę zmniejsza amplitudę sygnału EPR poprzez eliminację jego składnika MIS2, który jest wrażliwy na wodę. Powtórne działanie wody nie wpływało znacząco na kształt sygnału ani na jego amplitudę, a suszenie próbek paznokci na powietrzu doprowadzało do wzrostu amplitudy widma EPR, aż do pełnego przywrócenia komponentu MIS2 po kilku godzinach. Udowodniono, że pocięcie paznokci na mniejsze kawałki powoduje znaczny wzrost intensywności sygnału EPR w późniejszej pracy (w artykule nr 3) wykazano, że wzrost ten jest proporcjonalny do przyrostu długości linii cięcia. Wpływ dawki promieniowania na amplitudę sygnału EPR zbadano w paznokciach moczonych przez 10 minut w wodzie po ich napromieniowaniu in vitro. Uzyskane zależności amplitudy sygnału od dawki, które odzwierciedlały zmiany stężenia indukowanych promieniowaniem rodników RIS5 (odpowiedzialnych za sygnał EPR w próbkach mierzonych po działaniu wody) po początkowym wzroście osiągnęły maksimum dla dawek w zakresie Gy (Rys. 4). Uzyskane wyniki wskazywały, że dawka nasycająca dla RIS5 może być zależna od sposobu frakcjonowania dawki, a więc nie może być unikalną właściwością danej próbki, a także, że nie może być charakterystyczną cechą wszystkich paznokci dawcy, jak sugerowały dotychczas opublikowane badania [18]. Stwierdzono, że ta indywidualna zmienność dawki nasycającej i jej zależność od warunków pomiaru (od sposobu frakcjonowania dawki tj. wielkości dawki frakcyjnej i upływu czasu pomiędzy kolejnymi dopromieniowaniami 11

12 i ekspozycjami na wodę), nawet w przypadku próbek pozyskanych od tego samego dawcy, mogą być potencjalnymi, kluczowymi przyczynami niedokładności dozymetrii opartej na metodzie nasyceniowej. 2. Dozymetria EPR w paznokciach przegląd. Marciniak A, Ciesielski B. EPR dosimetry in nails A review. Applied Spectroscopy Reviews. 2016; 51:1, Biodozymetria elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR) opiera się na ilościowej ocenie wpływu promieniowania na materiały biologiczne. Efekty te mają postać stabilnych wolnych rodników, których stężenie zależy od pochłoniętej dawki promieniowania. Omawiany artykuł stanowi krytyczny przegląd opublikowanych dotąd prac poświęconych pomiarom sygnałów EPR w nienapromieniowanych i napromieniowanych paznokciach. Omawia procedury pomiarowe i metody stosowane w celu powiązania cech ilościowych mierzonych widm EPR z zaabsorbowaną dawką. Wstępna część tego artykułu zawiera podstawowe informacje na temat struktury i składu paznokci oraz zawiera krótki opis historii stosowania spektroskopii EPR w określaniu dawek zaabsorbowanych przez napromieniowane osoby, nie posiadające w czasie wypadku radiacyjnego osobistego dozymetru. W głównej części artykułu przedstawiono charakterystykę obserwowanych w paznokciach sygnałów EPR: pochodzących z natywnych centrów paramagnetycznych (widma tła BG/BKG), generowanych przez mechaniczne cięcie paznokci (widma MIS) oraz wytwarzanych przez promieniowanie jonizujące (widma RIS). W artykule tym usystematyzowano niespójne dotąd nazewnictwo, a także przedstawiono czynniki determinujące wielkość i zmiany tych sygnałów, takie jak: mechaniczny stres spowodowany obcięciem paznokcia, ekspozycja ścinków paznokci na wodę, wpływ stosowania lakierów do paznokci, wielkość dawki promieniowania czy moc mikrofal stosowana podczas pomiaru EPR. Przeanalizowano opisane w opublikowanych raportach praktyczne zastosowania dozymetrii EPR w paznokciach w rekonstrukcji dawek pochłoniętych przez ofiary trzech wypadków radiacyjnych [14, 19]. W końcowej części artykułu przedyskutowano kluczowe czynniki ograniczające precyzyjne, ilościowe określenie wielkości sygnału dozymetrycznego (RIS), które jest niezbędne do dokładnej dozymetrii oraz perspektywy przyszłych badań w zakresie dozymetrii EPR w paznokciach, w szczególności dotyczących: stabilności RIS w warunkach in vivo oraz wpływ stanu paznokci podczas ich napromieniowania i pomiaru EPR (zawartość wody, naprężenia mechaniczne) na mierzone sygnały. 12

13 3. Dozymetria EPR w próbkach paznokci napromieniowanych in vivo podczas procedur napromieniania całego ciała. Marciniak A, Ciesielski B, Czajkowski P, Krefft K, Boguś P, Prawdzik-Dampc A, Lipniewicz J. EPR dosimetry in nail samples irradiated in vivo during total body irradiation procedures, Radiation Measurements. 2018; 116: Dozymetria EPR w ścinkach paznokci została zaproponowana kilka lat temu jako nowa obiecująca technika oceny dawki pochłoniętej u ofiar wypadków radiacyjnych. Prace własne oraz innych badaczy prowadzone na ścinkach paznokci napromieniowanych in vitro wykazały wzrost amplitudy sygnału EPR w próbkach paznokci po ekspozycji na dawkę promieniowania do co najmniej kilkudziesięciu grejów, to jest w zakresie zainteresowania dozymetrii powypadkowej i ochrony radiologicznej. Prace te wykazały również znaczny zanik sygnałów indukowanych promieniowaniem (sygnałów RIS) pod wpływem działania wody na ścinki paznokci. Badacze z Francji i USA opublikowali prace przedstawiające zastosowanie dozymetrii EPR do określenia dawki u kilku osób narażonych na promieniowanie w wypadkach radiacyjnych [14, 19]. Mimo znacznego upływu czasu między wypadkiem a obcięciem paznokci (od ok. 3 tygodni do 2 miesięcy), ekspozycji paznokci na wodę przed ich obcięciem oraz oceny dawki wykorzystującej uniwersalną krzywą kalibracji utworzoną na podstawie pomiarów ścinków paznokci pochodzących od innego zdrowego dawcy [14], w pracach tych uzyskano, według autorów tych prac, przybliżoną zbieżność dawek zmierzonych metodą EPR z dawkami oszacowanymi na podstawie objawów klinicznych i obliczeń opartych na symulacji przebiegu tych wypadków. Jednak jak dotąd nie opublikowano żadnych badań paznokci napromieniowanych in vivo w warunkach dozymetrycznie kontrolowanej ekspozycji, co pozwoliłoby na bezpośrednie określenie dokładności zastosowanych metod dozymetrii EPR. Takie badania są niezbędne dla zweryfikowania wiarygodności nowo zaproponowanej metody dozymetrii EPR w paznokciach. W tej pracy przedstawiono wyniki sygnałów EPR mierzonych w ścinkach paznokci przechowywanych w temperaturze pokojowej, pozyskanych od 7 pacjentów poddanych procedurze napromieniowania całego ciała (ang. Total Body Irradiation, TBI). Całkowite dawki podawane in vivo w sześciu frakcjach podczas 3 dni radioterapii (dla 1 pacjenta w czterech frakcjach) były w zakresie od ok. 11 Gy do ok. 16 Gy, zgodnie z danymi z komputerowego systemu planowania leczenia oraz wynikami równolegle przeprowadzonej dozymetrii alaninowej (Tab. 2). Sygnały EPR w napromieniowanych paznokciach zostały porównane z sygnałami mierzonymi w nienapromieniowanych próbkach paznokci pobranych przed TBI od tego samego pacjenta. Próbki te były również wykorzystane do indywidualnej kalibracji sygnału EPR względem dawki po ich napromieniowaniu znanymi dawkami promieniowania X o energii 6 MVp. Uzyskane w ten sposób indywidualne krzywe kalibracji wykorzystano do określenia dawek w paznokciach pacjentów po TBI. W badaniach tych zastosowano dwie metody rekonstrukcji dawek: jedną opartą na zindywidualizowanej kalibracji sygnału EPR indukowanego promieniowaniem (RIS), a drugą opartą na określeniu dawki maksymalnej odpowiedzi (ang. Dose of Maximum Response, DMR) sygnału RIS5. 13

14 W celu zredukowania wpływu różnic w wielkościach sygnału MIS (wynikających z różnych długości krawędzi cięcia ścinków) na sygnał EPR, opracowano metodę analityczną pozwalającą na unormowanie wartości mierzonych amplitud sygnałów do tej samej długości cięcia l ref na postawie pomiaru długości krawędzi ciecia (l) w poszczególnych próbkach i wyznaczeniu ilościowej zależności MIS(l). Pozwoliło to zminimalizować potencjalne błędy wynikające z różnic w sygnale MIS między próbkami napromieniowanymi in vivo podczas TBI i in vitro (tj. dla celów kalibracji sygnału). Dawki zrekonstruowano na podstawie porównania uśrednionych amplitud w próbkach pobranych od pacjentów przed i po TBI, ze względu na duży rozrzut międzypróbkowy sygnałów EPR dla danego pacjenta różnice amplitudy tła między próbkami od jednego dawcy sięgają kilkudziesięciu procent, co odpowiada wielkością sygnałowi RIS od dawki z zakresu od kilku do kilkunastu grejów (Rys. 5). Dawki zrekonstruowane metodą kalibracji RIS dla siedmiu napromieniowanych pacjentów wynosiły od -3,6 Gy do 22,2 Gy (Tab. 2). U wszystkich, z wyjątkiem jednego pacjenta, zrekonstruowane dawki były znacznie niższe niż rzeczywiste dawki obliczone przez komputerowy system planowania leczenia (w kilku przypadkach zmierzone dawki były ujemne), prawdopodobnie z powodu zaniku dozymetrycznego sygnału EPR spowodowanego kontaktem paznokci z wodą podczas codziennych czynności higieny osobistej pacjentów. Większą zgodność dawek zmierzonych i rzeczywistych uzyskano na podstawie pomiarów paznokci u stóp niż u rąk, co można przypisać różnicy między tymi dwoma typami próbek w narażeniu na wodę podczas codziennych zabiegów higienicznych pacjentów w okresie 3 dni, między pierwszą a ostatnią frakcją dawki. Stosunek czułości radiacyjnej próbek pochodzących ze stóp w stosunku do rąk wahał się między ok. 60% a ok. 130%, a różnice między paznokciami rąk od różnych dawców wynosiły od -30% do +60% wartości średniej (Rys. 4c). Druga metoda, oparta na detekcji sygnału RIS5, nie pozwoliła na rekonstrukcję dawek TBI, głównie z powodu braku zaobserwowania nasycenia sygnału EPR dawką promieniowania (Rys. 8) cecha ta była opisywana dotąd w literaturze, jako charakterystyczna dla rodnika RIS5. Dalsze badania nad metodą RIS5 przedstawione w tym artykule wykazały, że obserwowalność rodnika RIS5 można powiązać z geometrią próbek, tj. stosunkiem całkowitej długości (l) krawędzi cięcia do masy (m) ścinków paznokci. Efektu nasycenia dawką, charakterystycznego dla rodników RIS5, nie zaobserwowano dla próbek o relatywnie wysokim stosunku l/m wynoszącym powyżej 0,20 cm/mg (Rys. 11). Ponadto, badania wykazały jedynie ograniczoną odporność rodników RIS5 na wodę poddanie próbek działaniu wody dłuższemu niż 10 minut spowodowało zmniejszenie intensywności RIS, aż do jego całkowitego zaniku dla 60 minut ekspozycji napromieniowanych ścinków na wodę (Rys. 12). W podsumowaniu stwierdzono, że obie metody mają ograniczoną wiarygodność. Jedynie metoda bezpośredniej kalibracji może umożliwić, w warunkach braku kontaktu napromieniowanych paznokci z wodą, przed i po obcięciu, wykrycie efektu promieniowania w badanym zakresie dawek i bardzo przybliżone oszacowanie dawki w paznokciach napromieniowanych in vivo. 14

15 4. Wpływ światła słonecznego i lamp UV na sygnał EPR w paznokciach. Marciniak A, Ciesielski B, Juniewicz M, Prawdzik-Dampc A, Sawczak M. The effect of sunlight and UV lamps on EPR signal in nails. Radiation and Environmental Biophysics. 2019; Celem badań opisanych w tej pracy była ocena wpływu ekspozycji ścinków paznokci na bezpośrednie światło słoneczne, światło lamp UV i żarówek fluorescencyjnych na natywne i indukowane promieniowaniem jonizującym sygnały EPR w paznokciach. Zebrano 17 próbek paznokci od 6 dawców (3 kobiet oraz 3 mężczyzn). Na podstawie przeprowadzonych pomiarów uzyskano zależności amplitudy sygnału EPR od fluencji światła. Pomiary wykonano dla próbek przechowywanych zarówno w warunkach pokojowych, jak i przechowywanych w zamrażarce. Uzyskane wyniki wykazały, że nawet kilkuminutowa ekspozycja ścinków paznokci na światło słoneczne lub sztuczne światło zawierające składową UV generuje silny sygnał LIS (ang. Light Induced Signal) nakładający się na inne sygnały EPR w paznokciach: BKG, MIS oraz RIS (Rys. 2). Efekt ten zaobserwowano zarówno w próbkach nienapromieniowanych (Rys. 3a, 4a, 5a) jak i napromieniowanych promieniowaniem jonizującym przed ich ekspozycją na światło (Rys. 7a). Ekspozycja ścinków na światło fluorescencyjne bez składowej UV, w badanym zakresie fluencji światła fluorescencyjnego (do 240 kj/m 2 ), generowała sygnał EPR ze znacznie niższą wydajnością niż światło UV (Rys. 6a). Sygnał LIS indukowany światłem zanikał już po 10 minutach traktowania próbek wodą (Rys. 3b, 4b), ale nadal był widoczny w ciągu 3 miesięcy po oświetleniu próbek przechowywanych w powietrzu w temperaturze pokojowej bez wpływu wody (Rys. 4b) lub trzymanych przez miesiąc w zamrażarce (Rys. 5b, 7b). W artykule pokazano, że sygnał LIS może znacząco wpływać na wynik pomiaru indukowanego promieniowaniem jonizującym sygnału dozymetrycznego RIS oraz na sygnały tła w nienapromieniowanych paznokciach, a zatem może powodować znaczącą niedokładność w rekonstrukcji dawki pochłoniętej metodą EPR w paznokciach. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Badania przeprowadzone w ramach niniejszej pracy doktorskiej potwierdzają, że natężenie sygnału EPR obserwowanego w napromieniowanych paznokciach poza dawką promieniowania jest zależne od wielu innych czynników: wielkości naprężeń mechanicznych spowodowanych obcięciem paznokci, ekspozycji paznokci na wodę oraz na światło. Przedstawione badania wskazują na istotne ograniczenia metody retrospektywnej dozymetrii EPR w paznokciach. Badania paznokci napromieniowanych in vivo u pacjentów poddanych napromieniowaniu całego ciała pozwoliły ocenić, w jakim stopniu wyniki EPR uzyskane dla próbek paznokci napromieniowanych in vivo w warunkach kontrolowanej ekspozycji 15

16 odpowiadają dawkom rzeczywistym z komputerowego systemu planowania radioterapii, co jest kluczową informacją dla zastosowań w dozymetrii powypadkowej. Metoda bezpośredniej, zindywidualizowanej kalibracji amplitudy sygnału EPR, ze względu na podobieństwo sygnałów indukowanych promieniowaniem do sygnałów tła o amplitudzie zmiennej, zależnej od niekontrolowalnych w pełni czynników (mechaniczne naprężenia podczas cięcia, tło natywne, wilgotność), nie pozwala na wiarygodne wyselekcjonowanie unikalnego sygnału dozymetrycznego, co w konsekwencji powoduje dużą niepewność w mierzonej dawce. Średnio, zrekonstruowane dawki na podstawie pomiarów EPR stanowiły około 50% dawki dostarczonej, obliczonej przez komputerowy system planowania leczenia. Zaobserwowano znaczny rozrzut międzypróbkowy amplitudy sygnałów EPR tła pochodzących od różnych paznokci tego samego dawcy (kilkadziesiąt procent) oraz znaczący rozrzut czułości radiacyjnej próbek paznokci rąk pochodzących od różnych osób (-30% do +60% wartości średniej) oraz pomiędzy próbkami paznokci pozyskanymi z rąk i stóp danego pacjenta (ok. 60% do 130%). Ponadto, destruktywny wpływ wody na sygnał RIS, którego nie da się uniknąć w rzeczywistości (tj. w przypadkach ekspozycji na promieniowanie ludzi, którym wcześniej nie zalecano powstrzymywania się od kontaktu z wodą) powoduje, że w możliwych scenariuszach wypadków radiacyjnych metodą dozymetrii EPR w paznokciach można oszacować pochłoniętą dawkę jako znacznie niższą od pochłoniętej w rzeczywistości. Odwrotny skutek, tj. zawyżenie zmierzonej dawki może być spowodowane ekspozycją paznokci ofiary wypadku na światło zawierające składową UV. W pracy wykazano, że metoda nasycenia sygnału RIS5 jest wysoce niewiarygodna, nawet dla przybliżonej oceny dawki, ze względu na trudności w dokładnym określeniu warunków eksperymentalnych pozwalających w sposób powtarzalny zaobserwować charakterystyczne nasycenie dawką sygnału RIS5. Obserwacja ta podważa hipotezę istnienia rodników RIS5 jako struktur fizycznie odmiennych od rodników RIS2. Zależność możliwości obserwacji sygnału RIS5 od takich czynników zakłócających, jak geometria ścinków (współczynnik l/m), czas trwania działania wody, wielkość zastosowanej dawki frakcyjnej i jej rozkład w czasie oraz długość przedziału czasu pomiędzy procedurami ekspozycji na wodę i kolejnymi dopromieniowaniami, nie pozwalają na obecnym etapie badań na stosowanie tej metody nie tylko dla dozymetrii, ale nawet dla wykazania faktu ekspozycji paznokci na wysokie dawki promieniowania w zakresie kilkudziesięciu grejów. Ponadto badania wykazały, że już kilkuminutowa ekspozycja ścinków paznokci na bezpośrednie światło słoneczne oraz światło lamp zawierające składową UV generują silny sygnał LIS, który zaobserwowano zarówno dla próbek nienapromieniowanych, jak i napromieniowanych promieniowaniem jonizującym przed ich ekspozycją na światło. Sygnał ten utrzymuje się przynajmniej przez miesiąc zarówno dla próbek przechowywanych w temperaturze pokojowej, jak i w zamrażarce. 16

17 WYKAZ CYTOWANEGO PIŚMIENNICTWA 1. International Atomic Energy Agency. Planning the medical response to radiological accidents [online]. Safety Reports Series No. 4. Vienna: IAEA; [dostęp 27 luty 2019]. Dostępny w: 2. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and effects of ionizing radiation. Vol. 1: Sources [online]. Report to the General Assembly, [dostęp 27 luty 2019]. Dostępny w: 3. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Scientific Report: summary of low-dose radiation effects on health [online]. W: Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation New York: United Nations, 2011: [dostęp 27 luty 2019]. Dostępny w: 4. World Health Organization. Scientific background [online]. W: Communicating radiation risks in paediatric imaging: information to support healthcare discussions about benefit and risk. Geneva: WHO, 2016: [dostęp 27 luty 2019]. Dostępny w: 5. Wójcik A, Stephan G, Sommer S, i in. Dozymetria biologiczna do rekonstrukcji dawek pochłoniętych w wypadkach radiacyjnych w radioterapii [online]. Raporty IChTJ, Seria A 2002; 1: [dostęp 27luty 2019]. Dostępny w: 6. DiCarlo AL, Maher C, Hick JL, i in. Radiation injury after a nuclear detonation: medical consequences and the need for scarce resources allocation. Disaster Med Public Health Prep. 2011; 5 (Suppl 1): S López M, Martín M. Medical management of the acute radiation syndrome. Rep Pract Oncol Radiother. 2011; 16(4): Oughton D, Albani V, Barquinero F, i in. Recommendations and procedures for preparedness and health surveillance of populations affected by a radiation accident. SHAMISEN, Nuclear Emergency Situations Improvement of Medical and Health Surveillance Fliedner TM, Powles R, Sirohi B, i in. Radiologic and nuclear events: the METREPOL severity of effect grading system. Blood. 2008; 111(12): Ciesielski B. EPR biodosimetry: fundamentals, applications and perspectives. Curr. Top. Biophys. 2010; 33(Suppl B): He X, Gui J, Matthews TP, i. in. Advances towards using finger/toenail dosimetry to triage a large population after potential exposure to ionizing radiation. Radiat. Meas. 2011; 46(9): Ikeya M, Miyajima J, Okajima S. ESR dosimetry for atomic bomb survivors using shell buttons and tooth enamel. Jpn. J. Appl. Phys. 1984; 23: Ivannikov AI, Gaillard-Lecanu E, Trompier F, i. in. Dose reconstruction by EPR spectroscopy of tooth enamel: application to the population of Zaborie Village exposed to high radioactive contamination after the Chernobyl accident. Health Phys. 2004; 86(2):

18 14. Romanyukha A, Trompier F, Reyes RA, i. in. Electron paramagnetic resonance radiation dose assessment in fingernails of the victim exposed to high dose as result of an accident. Radiat. Environ. Biophys. 2014; 53(4): Simon SL, Bailiff I, Bouville A, i. in. BiodosEPR 2006 Consensus Committee report on biodosimetric methods to evaluate radiation doses at long times after exposure. Radiat. Meas. 2007; 42(6-7): Skvortsov VG, Ivannikov AI, Stepanenko VF, i. in. Application of EPR retrospective dosimetry for large-scale accidental situation. Appl. Radiat. Isot. 2000; 52(5): Symons MC, Chandra H, Wyatt J. Electron paramagnetic resonance spectra of irradiated fingernails: a possible measure of accidental exposure. Radiat. Prot. Dosim. 1995; 58: Trompier F, Romanyukha A, Reyes RA, i. in. State of the art in nail dosimetry: free radicals identification and reaction mechanisms. Radiat. Environ. Biophys. 2014; 53(2): Trompier F, Queinnec F, Bey E, i. in. EPR Retrospective Dosimetry with Fingernails: Report on First Application Cases. Health. Phys. 2014; 106(6): Dalgarno BG, McClymont JD. Evaluation of ESR as a radiation accident dosimetry technique. Appl. Radiat. Isot. 1989; 40: Ciesielski B, Krefft K, Penkowski M, i. in. Effects of water treatment and sample granularity on radiation sensitivity and stability of EPR signals in X-ray irradiated bone samples. Radiat. Protect. Dosim. 2014; 159(1-4): Fattibene P, Callens F. EPR dosimetry with tooth enamel: A review. Appl. Radiat. Isot. 2010; 68(11): Kinoshita A, Calcina CSG, Sakamoto-Hojo ET, i. in. ESR and FISH dose estimation in an accidental case of partial body irradiation with gamma radiation. Adv. ESR Appl. 2002; 18: Krefft K, Drogoszewska B, Kaminska J, i. in. Application of EPR dosimetry in bone for ex vivo measurements of doses in radiotherapy patients. Radiat. Protect. Dosim. 2014; 162(1-2): Romanyukha A, Reyes RA, Trompier F, i. in. Fingernail dosimetry: Current status and perspectives. Health. Phys. 2010; 98(2): Reyes RA, Romanyukha A, Trompier F, i. in. Electron paramagnetic resonance in human fingernails: the sponge model implication. Radiat. Environ. Biophys. 2008; 47(4): Reyes RA, Trompier F, Romanyukha A. Study of the stability of signals after irradiation of fingernail samples. Health. Phys. 2012; 103(2): Black PJ, Swarts SG. Ex vivo analysis of irradiated fingernails: chemical yields and properties of radiation-induced and mechanically-induced radicals. Health. Phys. 2010; 98(2): Reyes RA, Romanyukha A, Olsen C, i. in. Electron paramagnetic resonance in irradiated fingernails: variability of dose dependence and possibilities of initial dose assessment. Radiat. Environ. Biophys. 2009; 48(3): Wilcox DE, He X, Gui J, i. in. Dosimetry based on EPR spectral analysis of fingernail clippings. Health. Phys. 2010; 98(2): Trompier F, Romanyukha A, Kornak L, i. in. Electron paramagnetic resonance radiation dosimetry in fingernails. Radiat. Meas. 2009; 44(1):

19 32. Marciniak A, Ciesielski B, Prawdzik-Dampc A. The effects of dose and water treatment on EPR signals in irradiated fingernails. Radiat. Protect. Dosim. 2014; 162(1-2):